必修5解三角形第01课时 正弦定理
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下学期高一数学第一章解三角形全章教案1.1第1课时 正弦定理(1)教学目标(1)要求学生掌握正弦定理及其证明;(2)会初步应用正弦定理解斜三角形,培养数学应用意识; (3)在问题解决中,培养学生的自主学习和自主探索能力. 教学重点,难点正弦定理的推导及其证明过程. 教学过程 一.问题情境在直角三角形中,由三角形内角和定理、勾股定理、锐角三角函数,可以由已知的边和角求出未知的边和角.那么斜三角形怎么办?我们能不能发现在三角形中还蕴涵着其他的边与角关系呢?探索1 我们前面学习过直角三角形中的边角关系,在Rt ABC ∆中,设90C =︒,则sin a A c =, sin b B c =, sin 1C =, 即:sin a c A =, sin b c B =, sin c c C =, sin sin sin a b cA B C==. 探索2 对于任意三角形,这个结论还成立吗? 二.学生活动学生通过画三角形、测量边长及角度,再进行计算,初步得出该结论对于锐角三角形和钝角三角形成立.教师再通过几何画板进行验证.引出课题——正弦定理. 三.建构数学探索3 这个结论对于任意三角形可以证明是成立的.不妨设C 为最大角,若C 为直角,我们已经证得结论成立,如何证明C 为锐角、钝角时结论也成立? 证法1 若C 为锐角(图(1)),过点A 作AD BC ⊥于D ,此时有sin AD B c =,sin ADC b=,所以sin sin c B b C =,即sin sin b c B C =.同理可得sin sin a cA C=, 所以sin sin sin a b cA B C ==. 若C 为钝角(图(2)),过点A 作AD BC ⊥,交BC 的延长线于D ,此时也有sin AD B c =,且sin sin(180)AD C C b =︒-=.同样可得sin sin sin a b cA B C==.综上可知,结论成立.证法 2 利用三角形的面积转换,先作出三边上的高AD 、BE 、CF ,则sin AD c B =,sin BE a C =,sin CF b A =.所以111sin sin sin 222ABC S ab C ac B bc A ∆===,每项同除以12abc 即得:sin sin sin a b cA B C==.探索4 充分挖掘三角形中的等量关系,可以探索出不同的证明方法.我们知道向量也是解决问题的重要工具,因此能否从向量的角度来证明这个结论呢?在ABC ∆中,有BC BA AC =+.设C 为最大角,过点A 作AD BC ⊥于D (图(3)),于是BC AD BA AD AC AD ⋅=⋅+⋅.设AC 与AD 的夹角为α,则0||||cos(90)||||cos BA AD B AC AD α=⋅⋅︒++⋅,其中 ,当C ∠为锐角或直角时,90C α=︒-; 当C ∠为钝角时,90C α=-︒. 故可得sin sin 0c B b C -=,即sin sin b cB C=. 同理可得sin sin a cA C =. 因此sin sin sin a b c A B C==. 四.数学运用 1.例题:例1.在ABC ∆中,30A =︒,105C =︒,10a =,求b ,c .解:因为30A =︒,105C =︒,所以45B =︒.因为sin sin sin a b cA B C==, 所以sin 10sin 45102sin sin 30a B b A ︒===︒,sin 10sin1055256sin sin 30a C c A ︒===+︒.因此, b ,c 的长分别为102和5256+.例2.根据下列条件解三角形: (1)3,60,1b B c ==︒=; (2)6,45,2c A a ==︒=.解:(1)sin sin b cB C =,∴sin 1sin 601sin 23c B C b ⨯︒===, ,60b c B >=,∴C B <,∴C 为锐角, ∴30,90C A ==,∴222a b c =+=.(2)sin sin a cA C=,∴sin 6sin 453sin 22c A C a ⨯===,∴60120C =或, ∴当sin 6sin 756075,31sin sin 60c B C B b C =====+时,; ∴当sin 6sin1512015,31sin sin 60c B C B b C =====-时,; 所以,31,75,60b B C =+==或31,15,120b B C =-==.说明:正弦定理也可用于解决已知两边及一边的对角,求其他边和角的问题. 练习:在ABC ∆中,30a =,26b =,30A =︒,求c 和,B C .说明:正弦定理可以用于解决已知两角和一边求另两边和一角的问题. 2.练习: (1)在ABC ∆中,已知8b c +=,30B ∠=︒,45C ∠=︒,则b = ,c = . (2)在ABC ∆中,如果30A ∠=︒,120B ∠=︒,12b =,那么a = ,ABC ∆的面积是 .(3)在ABC ∆中,30bc =,1532ABC S ∆=,则A ∠= . (4)课本第9页练习第1题. 五.回顾小结:1.用两种方法证明了正弦定理:(1)转化为直角三角形中的边角关系;(2)利用向量的数量积.2.初步应用正弦定理解斜三角形. 六.课外作业:课本第9页练习第2题;课本第11页习题1.1第1、6题§1.1.1第2课时 正弦定理(2)教学目标(1)掌握正弦定理和三角形面积公式,并能运用这两组公式求解斜三角形; (2)熟记正弦定理2sin sin sin a b cR A B C===(R 为ABC ∆的外接圆的半径)及其变形形式.教学重点,难点利用三角函数的定义和外接圆法证明正弦定理. 教学过程 一.问题情境上节课我们已经运用两种方法证明了正弦定理,还有没有其他方法可以证明正弦定理呢? 二.学生活动学生根据第5页的途径(2),(3)去思考. 三.建构数学证法1 建立如图(1)所示的平面直角坐标系,则有(cos ,sin )A c B c B ,(,0)C a ,所以ABC ∆的面积为1sin 2ABC S ac B ∆=.同理ABC ∆的面积还可以表示为1sin 2ABC S ab C ∆=及1sin 2ABC S bc A ∆=,所以111sin sin sin 222ab C ac B bc A ==. 所以sin sin sin a b c A B C==. 证法2 如下图,设O 是ABC ∆的外接圆,直径2BD R =.(1)如图(2),当A 为锐角时,连CD ,则90BCD ∠=︒,2sin a R D =.又D A ∠=∠,所以2sin a R A =.(2)如图(3),当A 为钝角时,连CD ,则90BCD ∠=︒,2sin a R D =.又180A D ∠+∠=︒,可得sin sin(180)sin D A A =︒-=,所以2sin a R A =.(3)当A 为直角时,2a R =,显然有2sin a R A =.所以不论A 是锐角、钝角、直角,总有2sin a R A =.同理可证2sin b R B =,2sin c R C =.所以2sin sin sin a b cR A B C===. 由此可知,三角形的各边与其所对角的正弦之比是一个定值,这个定值就是三角形外接圆的直径. 由此可得到正弦定理的变形形式:(1)2sin ,2sin ,2sin a R A b R B c R C ===; (2)sin ,sin ,sin 222a b cA B C R R R===;(3)sin sin sin ::::A B C a b c =. 四.数学运用1.例题:例1.根据下列条件,判断ABC ∆有没有解?若有解,判断解的个数. (1)5a =,4b =,120A =︒,求B ; (2)5a =,4b =,90A =︒,求B ;(3)106a =,203b =45A =︒,求B ; (4)202a =203b =45A =︒,求B ;(5)4a =,33b =,60A =︒,求B . 解:(1)∵120A =︒,∴B 只能是锐角,因此仅有一解. (2)∵90A =︒,∴B 只能是锐角,因此仅有一解.(3)由于A 为锐角,而210632=,即A b a sin =,因此仅有一解90B =︒.(4)由于A 为锐角,而22032022031062>>=,即sin b a b A >>,因此有两解,易解得60120B =︒︒或.(5)由于A 为锐角,又1034sin 605<︒=,即sin a b A <,∴B 无解. 例2.在ABC ∆中,已知,cos cos cos a b cA B C==判断ABC ∆的形状.解:令sin ak A=,由正弦定理,得sin a k A =,sin b k B =,sin c k C =.代入已知条件,得sin sin sin cos cos cos A B C A B C==,即tan tan tan A B C ==.又A ,B ,C (0,)π∈,所以A B C ==,从而ABC ∆为正三角形.说明:(1)判断三角形的形状特征,必须深入研究边与边的大小关系:是否两边相等?是否三边相等?还要研究角与角的大小关系:是否两角相等?是否三角相等?有无直角?有无钝角? (2)此类问题常用正弦定理(或将学习的余弦定理)进行代换、转化、化简、运算,揭示出边与边,或角与角的关系,或求出角的大小,从而作出正确的判断.例3.某登山队在山脚A 处测得山顶B 的仰角为35︒,沿倾斜角为20︒的斜坡前进1000米后到达D 处,又测得山顶的仰角为65︒,求山的高度(精确到1米). 分析:要求BC ,只要求AB ,为此考虑解ABD ∆. 解:过点D 作//DE AC 交BC 于E ,因为20DAC ∠=︒, 所以160ADE ∠=︒,于是36016065135ADB ∠=︒-︒-︒=︒. 又352015BAD ∠=︒-︒=︒,所以30ABD ∠=︒. 在ABD ∆中,由正弦定理,得sin 1000sin13510002()sin sin 30AD ADB AB m ABD ∠︒===∠︒.在Rt ABC ∆中,sin 35235811()BC AB m =︒=︒≈. 答:山的高度约为811m .例4.如图所示,在等边三角形中,,AB a =O 为三角形的中心,过O 的直线交AB 于M ,交AC 于N ,求2211OM ON +的最大值和最小值. 解:由于O 为正三角形ABC 的中心,∴3AO =, 6MAO NAO π∠=∠=,设MOA α∠=,则233ππα≤≤,αβπβ-αACBD在AOM ∆中,由正弦定理得:sin sin[()]6OM OAMAO ππα=∠-+, ∴6sin()6OM πα=+,在AON ∆中,由正弦定理得:6sin()6ON πα=-,∴2211OM ON +22212[sin ()sin ()]66a ππαα=++-22121(sin )2a α=+, ∵233ππα≤≤,∴3sin 14α≤≤,故当2πα=时2211OM ON +取得最大值218a, 所以,当α=2,33or ππ时23sin 4α=,此时2211OM ON +取得最小值215a . 例5.在ABC ∆中,AD 是BAC ∠的平分线,用正弦定理证明:AB BDAC DC=. 证明:设BAD α∠=,BDA β∠=,则CAD α∠=,180CDA β∠=︒-.在ABD ∆和ACD ∆中分别运用正弦定理,得sin sin AB BD βα=,sin(180)sin AC DC βα︒-=, 又sin(180)sin ββ︒-=,所以AB AC BD DC =,即AB BDAC DC=. 2.练习:(1)在ABC ∆中,::4:1:1A B C =,则::a b c = ( D )A .4:1:1 B .2:1:1 CD(2)在ABC ∆中,若sin :sin :sin 4:5:6A B C =,且15a b c ++=,则a = , b = ,c = . 五.回顾小结:1.了解用三角函数的定义和外接圆证明正弦定理的方法; 2.理论上正弦定理可解决两类问题:(1)两角和任意一边,求其它两边和一角;(2)两边和其中一边对角,求另一边的对角,进而可求其它的边和角. 六.课外作业:课本第9页练习第3题;课本第11页习题1.1第2、8题.§1.1.2 第3课时 余弦定理(1)教学目标(1)掌握余弦定理及其证明;(2)使学生能初步运用余弦定理解斜三角形. 教学重点,难点(1)余弦定理的证明及其运用;(2)能灵活运用余弦定理解斜三角形. 教学过程 一.问题情境 1.情境:复习正弦定理及正弦定理能够解决的两类问题. 2.问题:在上节中,我们通过等式BC BA AC =+的两边与AD (AD 为ABC ∆中BC 边上的高)作数量积,将向量等式转化为数量关系,进而推出了正弦定理,还有其他途径将向量等式BC BA AC =+数量化吗?二.学生活动如图,在ABC ∆中,AB 、BC 、CA 的长分别为c 、a 、b . ∵BC AB AC +=∴()()AC AC AB BC AB BC ⋅=+⋅+22cos 2a B ac c +-=, 即B ac a c b cos 2222-+=;同理可证:A bc c b a cos 2222-+=, C ab b a c cos 2222-+=. 三.建构数学 1. 余弦定理上述等式表明,三角形任何一边的平方等于其他两边平方的和,减去这两边与它们夹角的余弦的积的两倍.这样,我们得到余弦定理. 2.思考:回顾正弦定理的证明,尝试用其他方法证明余弦定理.方法1:如图1建立直角坐标系,则(0,0),(cos ,sin ),(,0)A B c A c A C b .所以2222222222(cos )(sin )cos sin 2cos 2cos a c A b c A c A c A bc A b b c bc A=-+=+-+=+-同理可证B ac a c b cos 2222-+=,C ab b a c cos 2222-+=注:此法的优点在于不必对A 是锐角、直角、钝角进行分类讨论.方法2:若A 是锐角,如图2,由B 作BD AC ⊥,垂足为D ,则cos AD c A =,所以即A bc c b a cos 2222-+=,类似地,可以证明当A 是钝角时,结论也成立,而当A 是直角时,结论显 然成立.同理可证B ac a c b cos 2222-+=,C ab b a c cos 2222-+=.图1 图2 3.余弦定理也可以写成如下形式:bc a c b A 2cos 222-+= , ac b c a B 2cos 222-+=, acc b a C 2cos 222-+=.4.余弦定理的应用范围:利用余弦定理,可以解决以下两类有关三角形的问题: (1)已知三边,求三个角;(2)已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角. 四.数学运用 1.例题:例1.在ABC ∆中,(1) 已知3b =,1c =,060A =,求a ;A BCcab(2) 已知4a =,5b =,6=c ,求A (精确到00.1).解:(1)由余弦定理,得2222202cos 31231cos607a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯=,所以 a =(2)由余弦定理,得222222564cos 0.752256b c a A bc +-+-===⨯⨯, 所以,041.4A ≈.例2. ,A B 两地之间隔着一个水塘,现选择另一点C ,测得182,CA m =126,CB m =063ACB ∠=,求,A B 两地之间的距离(精确到1m ). 解:由余弦定理,得所以,168()AB m ≈答:,A B 两地之间的距离约为168m .例3.用余弦定理证明:在ABC ∆中,当C 为锐角时,222a b c +>;当C 为钝角时,222a b c +<.证:当C 为锐角时,cos 0C >,由余弦定理,得222222cos c a b ab C a b =+-<+,即 222a b c +>.同理可证,当C 为钝角时,222a b c +<.2.练习:书第15页 练习1,2,3,4 五.回顾小结:1.余弦定理及其应用2.正弦定理和余弦定理是解三角形的两个有力工具,要区别两个定理的不同作用,在解题时正确选用;六.课外作业:书第16页1,2,3,4,6,7题§1.1.2 第4课时 余弦定理(2)教学目标(1)能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题;(2)能把一些简单的实际问题转化为数学问题,并能应用正弦定理、余弦定理及相关的三角公式解决这些问题. 教学重点,难点能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题,牢固掌握两个定理,应用自如. 教学过程 一.问题情境1.正弦定理及其解决的三角形问题(1)已知两角和任一边,求其它两边和一角;(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角,从而进一步其它的边和角. 2.余弦定理及其解决的三角形问题 (1)已知三边,求三个角;(2)已知两边和他们的夹角,求第三边和其他两个角. 四.数学运用 1.例题:例1.在长江某渡口处,江水以5/km h 的速度向东流,一渡船在江南岸的A 码头出发,预定要在0.1h 后到达江北岸B 码头,设AN 为正北方向,已知B 码头在A 码头的北偏东015,并与A 码头相距1.2km .该渡船应按什么方向航行?速度是多少(角度精确到00.1,速度精确到0.1/km h )?解:如图,船按AD 方向开出,AC 方向为水流方向,以AC 为一边、AB 为对角线作平行四边形ABCD ,其中 1.2(),50.10.5()AB km AC km ==⨯=.在ABC ∆中,由余弦定理,得2221.20.52 1.20.5cos(9015) 1.38BC =+-⨯⨯-≈, 所以 1.17()AD BC km =≈. 因此,船的航行速度为1.170.111.7(/)km h ÷=.在ABC ∆中,由正弦定理,得 0sin 0.5sin 75sin 0.41281.17AC BAC ABC BC ∠∠==≈, 所以 024.4ABC ∠≈所以 00159.4DAN DAB NAB ABC ∠=∠-∠=∠-≈.答:渡船应按北偏西09.4的方向,并以11.7/km h 的速度航行.例2. 在ABC ∆中,已知sin 2sin cos A B C =,试判断该三角形的形状.解:由正弦定理及余弦定理,得222sin ,cos sin 2A a a b c C B b ab+-==, 所以 22222a a b c b ab+-=,整理得 22b c =因为0,0b c >>,所以b c =.因此,ABC ∆为等腰三角形.例3.如图,AM 是ABC ∆中BC 边上的中线,求证:22212()2AM AB AC BC =+-.证:设AMB α∠=,则0180AMC α∠=-.在ABM ∆中,由余弦定理,得2222cos AB AM BM AM BM α=+-.在ACM ∆中,由余弦定理,得22202cos(180)AC AM MC AM MC α=+--.因为01cos(180)cos ,2BM MC BC αα-=-==, 所以2222122AB AC AM BC +=+,因此, 22212()2AM AB AC BC =+-. 例4.在ABC ∆中,BC a =,AC b =,,a b 是方程02322=+-x x 的两个根,且2cos()1A B +=,求:①角C 的度数; ②AB 的长度; ③ABC S ∆.解:①1cos cos(())cos()2C A B A B π=-+=-+=- ∴120C =;②由题设:232a b ab ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,∴2222cos AB AC BC AC BC C =+-⋅⋅120cos 222ab b a -+=ab b a ++=22102)32()(22=-=-+=ab b a , 即10AB =;③ABC S ∆11133sin sin120222222ab C ab ===⋅⋅=.2.练习:(1)书第16页 练习1,2,3,4DCBA(2)如图,在四边形ABCD 中,已知AD CD ⊥,10AD =,14AB =, 60BDA ∠=, 135BCD ∠=, 求BC 的长.(3)在ABC ∆中,已知()()()456::::b c c a a b +++=,求ABC ∆的最大内角;(4)已知ABC ∆的两边,b c 是方程2400x kx -+=的两个根,的面积是2cm ,周长是20cm ,试求A 及k 的值; 五.回顾小结:1.正弦、余弦定理是解三角形的有力工具,要区别两个定理的不同作用,在解题时正确选用;2.应用正弦、余弦定理可以实现将“边、角相混合”的等式转化为“边和角的单一”形式; 3.应用余弦定理不仅可以进行三角形中边、角间的计算,还可以判断三角形的形状. 六.课外作业:书第17页5,8,9,10,11题§1.3正弦定理、余弦定理的应用(1)教学目标(1)综合运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决与测量学、航海问题等有关的实际问题;(2)体会数学建摸的基本思想,掌握求解实际问题的一般步骤;(3)能够从阅读理解、信息迁移、数学化方法、创造性思维等方面,多角度培养学生分析问题和解决问题的能力. 教学重点,难点(1)综合运用正弦定理、余弦定理等知识和方法解决一些实际问题; (2)掌握求解实际问题的一般步骤. 教学过程 一.问题情境 1.复习引入复习:正弦定理、余弦定理及其变形形式, (1)正弦定理、三角形面积公式:R CcB b A a 2sin sin sin ===; B acC ab A bc S ABC sin 21sin 21sin 21===∆.(2)正弦定理的变形:①C R c B R b A R a sin 2,sin 2,sin 2===;②RcC R b B R a A 2sin ,2sin ,2sin ===; ③sin sin sin ::::A B C a b c =.(3)余弦定理:bca cb A A bc c b a 2cos ,cos 2222222-+=-+=.二.学生活动引导学生复习回顾上两节所学内容,然后思考生活中有那些问题会用到这两个定理,举例说明.三.建构数学正弦定理、余弦定理体现了三角形中边角之间的相互关系,在测量学、运动学、力学、电学等许多领域有着广泛的应用.1.下面给出测量问题中的一些术语的解释:(1)朝上看时,视线与水平面夹角为仰角;朝下看时,视线与水平面夹角为俯角. (2)从某点的指北方向线起,依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角,叫方位角.(3)坡度是指路线纵断面上同一坡段两点间的高度差与其水平距离的比值的百分率.道路坡度100%所表示的可以这样理解:坡面与水平面的夹角为45度.45度几乎跟墙壁一样的感觉了. (4)科学家为了精确地表明各地在地球上的位置,给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线.2.应用解三角形知识解决实际问题的解题步骤:①根据题意作出示意图;②确定所涉及的三角形,搞清已知和未知;③选用合适的定理进行求解;④给出答案. 四.数学运用 1.例题:例1.如图1-3-1,为了测量河对岸两点,A B 之间的距离,在河岸这边取点,C D ,测得85ADC ∠=,60BDC ∠=,47ACD ∠=,72BCD ∠=,100CD m =.设,,,A B C D 在同一平面内,试求,A B 之间的距离(精确到1m ).解:在ADC ∆中,85ADC ∠=,47ACD ∠=,则48DAC ∠=.又100DC =,由正弦定理,得()sin 100sin 85134.05sin sin 48DC ADC AC m DAC ∠==≈∠.在BDC ∆中,60BDC ∠=,72BCD ∠=, 则48DBC ∠=.又100DC =, 由正弦定理,得()sin 100sin 60116.54sin sin 48DC BDC BC m DBC ∠==≈∠.在ABC ∆中, 由余弦定理,得3233.95≈, 所以 ()57AB m ≈答,A B 两点之间的距离约为57m .本例中AB 看成ABC ∆或ABD ∆的一边,为此需求出AC ,BC 或AD ,BD ,所以可考察ADC ∆和BDC ∆,根据已知条件和正弦定理来求AC ,BC ,再由余弦定理求AB .引申:如果A ,B 两点在河的两岸(不可到达),试设计一种测量A ,B 两点间距离的方法.可见习题1.3 探究拓展 第8题.例2.如图1-3-2,某渔轮在航行中不幸遇险,发出呼救信号,我海军舰艇在A 处获悉后,测出该渔轮在方位角为45,距离为10n mile 的C 处,并测得渔轮正沿方位角为105的方向,以9/n mile h 的速度向小岛靠拢,我海军舰艇立即以21/n mile h 的速度前去营救.求舰艇的航向和靠近渔轮所需的时间(角度精确到0.1,时间精确到1min ). 解:设舰艇收到信号后x h 在B 处靠拢渔轮,则21AB x =,9BC x =,又10AC =,()45180105120ACB ∠=+-=.由余弦定理,得2222cos AB AC BC AC BC ACB =+-⋅∠,即()()222211092109cos 120x x x =+-⨯⨯∠.化简,得2369100x x --=,解得()()240min 3x h ==(负值舍去).由正弦定理,得图1-3-1图1-3-2sin 9sin12033sin 2114BC ACB x BAC AB x ∠∠===, 所以21.8BAC ∠≈,方位角为4521.866.8+=.答 舰艇应沿着方向角66.8的方向航行,经过40min 就可靠近渔轮.本例是正弦定理、余弦定理在航海问题中的综合应用.因为舰艇从A 到B 与渔轮从C 到B 的时间相同,所以根据余弦定理可求出该时间,从而求出AB 和BC ;再根据正弦定理求出BAC ∠. 例3.如图,某海岛上一观察哨A 在上午11时测得一轮船在海岛北偏东3π的C 处,12时20分测得轮船在海岛北偏西3π的B 处,12时40分轮船到达海岛正西方5km 的E 港口.如果轮船始终匀速前进,求船速. 解:设ABE θ∠=,船的速度为/km h υ,则43BC υ=,13BE υ=. 在ABE ∆中,153sin sin 30υθ=,15sin 2θυ∴=. 在ABC ∆中,()43sin120sin 180AC υθ=-, 4415sin 2033233322AC υθυυ⋅⋅∴===. 在ACE ∆中,22520202525cos150333υ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-⨯⨯⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 22540077525100933υ=++=,293υ∴=, ∴船的速度93/km h υ=. 2.练习:书上P20 练习1,3,4题.五.回顾小结:1.测量的主要内容是求角和距离,教学中要注意让学生分清仰角、俯角、张角、视角和方位角及坡度、经纬度等概念,将实际问题转化为解三角形问题.2.解决有关测量、航海等问题时,首先要搞清题中有关术语的准确含义,再用数学语言(符号语言、图形语言)表示已知条件、未知条件及其关系,最后用正弦定理、余弦定理予以解决.六.课外作业: 书上P21页习题1.3 第2,3,4题.§1.3 正弦定理、余弦定理的应用(2)教学目标(1)能熟练应用正弦定理、余弦定理解决三角形等一些几何中的问题和物理问题;(2)能把一些简单的实际问题转化为数学问题,并能应用正弦、余弦定理及相关的三角公式解决这些问题;(3)通过复习、小结,使学生牢固掌握两个定理,应用自如.教学重点,难点能熟练应用正弦定理、余弦定理及相关公式解决三角形的有关问题。
必修5《1.1.1 正弦定理》教学设计一、教学内容分析本节内容安排在《普通高中课程标准实验教科书·数学必修5》(人教A版)第一章,正弦定理第一课时,是在高一学生学习了三角等知识之后,显然是对三角知识的应用;同时,作为三角形中的一个定理,也是对初中解直角三角形内容的直接延伸,因而定理本身的应用十分广泛。
根据实际教学处理,正弦定理这部分内容共分为三个层次:第一层次教师通过引导学生对实际问题的探索,并大胆提出猜想;第二层次由猜想入手,带着疑问,以及特殊三角形中边角的关系的验证,通过“作高法”证明正弦定理,验证猜想的正确性;第三层次利用正弦定理解决引例,最后进行简单的应用。
学生通过对任意三角形中正弦定理的探索、发现和证明,感受“观察——实验——猜想——证明——应用”这一思维方法,养成大胆猜想、善于思考的品质和勇于求真的精神。
二、学情分析对高一的学生来说,已经学习平面几何,解直角三角形,三角函数,向量等知识,有一定观察分析、解决问题的能力,但对前后知识间的联系、理解、应用有一定难度,因此思维灵活性受到制约。
根据以上特点,教师恰当引导,提高学生学习主动性,多加以前后知识间的联系,带领学生直接参与分析问题、解决问题并品尝劳动成果的喜悦。
三、设计思想本节课采用探究式课堂教学模式,即在教学过程中,在教师的启发引导下,以学生独立自主和合作交流为前提,以问题为导向设计教学情境,以“正弦定理的发现和证明”为基本探究内容,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动,在知识的形成、发展过程中展开思维,逐步培养学生发现问题、探索问题、解决问题的能力和创造性思维的能力。
四、教学目标1.知识与技能初步掌握正弦定理及其证明;会初步运用正弦定理解三角形;培养数学应用意识。
2.过程与方法(1) 通过实际问题,激发学生的学习兴趣;(2) 通过应用分析、问题解决来培养学生良好的学习思维习惯,增强学生学习的自信心。
高中数学《正弦定理》教案4篇高中数学《正弦定理》教案1教材地位与作用:本节学问是必修五第一章《解三角形》的第一节内容,与学校学习的三角形的边和角的基本关系有亲密的联系与判定三角形的全等也有亲密联系,在日常生活和工业生产中也时常有解三角形的问题,而且解三角形和三角函数联系在高考当中也时常考一些解答题。
因此,正弦定理的学问特别重要。
学情分析:作为高一同学,同学们已经把握了基本的三角函数,特殊是在一些特别三角形中,而同学们在解决任意三角形的边与角问题,就比较困难。
教学重点:正弦定理的内容,正弦定理的证明及基本应用。
教学难点:正弦定理的探究及证明,已知两边和其中一边的对角解三角形时推断解的个数。
(依据我的教学内容与学情分析以及教学重难点,我制定了如下几点教学目标)教学目标分析:学问目标:理解并把握正弦定理的证明,运用正弦定理解三角形。
力量目标:探究正弦定理的证明过程,用归纳法得出结论。
情感目标:通过推导得出正弦定理,让同学感受数学公式的干净对称美和数学的实际应用价值。
教法学法分析:教法:采纳探究式课堂教学模式,在老师的启发引导下,以同学自主和合作沟通为前提,以“正弦定理的发觉”为基本探究内容,以生活实际为参照对象,让同学的思维由问题开头,到猜测的得出,猜测的探究,定理的推导,并逐步得到深化。
学法:指导同学把握“观看——猜测——证明——应用”这一思维方法,实行个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动,将自己所学学问应用于对任意三角形性质的探究。
让同学在问题情景中学习,观看,类比,思索,探究,动手尝试相结合,增添同学由特别到一般的数学思维力量,锲而不舍的求学精神。
教学过程(一)创设情境,布疑激趣“爱好是最好的老师”,假如一节课有个好的开头,那就意味着胜利了一半,本节课由一个实际问题引入,“工人师傅的一个三角形的模型坏了,只剩下如右图所示的部分,∠a=47°,∠b=53°,ab 长为1m,想修好这个零件,但他不知道ac和bc的长度是多少好去截料,你能帮师傅这个忙吗?”激发同学关心别人的热忱和学习的爱好,从而进入今日的学习课题。
《正弦定理》(第一课时)教学设计一、教学内容分析本节课《正弦定理》第一课时,出自新人教A 版必修5第一章第一节《正弦定理和余弦定理》。
课程安排在“三角、向量”知识之后,是三角函数知识在三角形中的具体运用,更是初中“三角形边角关系”和“解直角三角形”内容的直接延续和拓展,同时更是处理可转化为三角形计算的其他数学问题及生产生活实际问题的重要工具。
本节课的内容共分为三个层次:第一,从实际问题导入,在解直角三角形的边角关系的基础上,触碰解斜三角形的思维困惑点,形成疑问,激发学生探究欲望,提出斜三角形的边角关系的猜想;第二,带着疑问,对猜想进行验证,首先对特殊的斜三角形边角关系进行验证和实验探究验证,其次是严密的数学推导证明;第三,得到正弦定理,解决引例,首尾呼应,并学以致用,简单应用。
正弦定理其实是把“大边对大角、小边对小角”这一几何关系的解析化,从三角学的历史发展来看,三角函数其实就是有关三角形、圆的性质的解析表达。
这样在悄无声息中,渗透了学科发展中研究观点和研究方法的嬗变。
这其实是一个推陈出新的过程。
通过这三个层次,探索——发现——证明,从实际中来,到实际中去。
通过课堂,体会直观感知、大胆猜想、实验探究、理论验证、实际应用的学习过程。
二、学情分析本节课内容基本上安排在高一下学期或高二上学期讲授。
(1)学生在初中已学过有关直角三角形的一些知识:①勾股定理:222a b c += ②三角函数式,如:sin a A c =,cos b A c= (2)学生在初中已学过有关任意三角形的一些知识:① ②大边对大角,小边对小角 ③两边之和大于第三边,两边之差小于第三边(3)学生在高中已学过必修4(包括三角函数与平面向量)(4)学生已具备初步的数学建模能力,会从简单的实际问题中抽象出数学模型 三、教学策略与学法指导教学策略:本节课采用“发现学习”的模式,即由“结合实例提出问题——观察特例提出猜想——实验探究验证猜想——证明猜想得出定理——运用定理解决问题”五个环节组成的“发现学习”模式,在教学中贯彻“启发性”原则,通过提问不断启发学生,引导学生自主探索与思考;并贯彻“以学定教”原则,即根据教学中的实际情况及时地调整教学方案。
必修5解三角形第01课时 正弦定理
目的:会证明正弦定理,并会运用正弦定理求解三角形 重点:正弦定理及其应用 难点:有两解的情况讨论 过程:
一、复习回顾
1、一个知识块的基本内容
公理、定理及推论→性质及重要结论→定理性质的应用(重在常规题型及通俗解法、基本方法与技能)→提高与灵活应用(性质的变形应用及与其他知识块的综合应用)
2、本节课将要用到的所学知识 (1)初中直角三角形中的三角函数 (2)诱导公式中的cos(90︒-A)=sinA
(3)向量加减法运算、数量积的定义||||cos ,a b a b a b ⋅=⋅
二、新课
1、初中直角三角形中
如图,在Rt △ABC 中,已知BC =a ,AC =b ,AB =c ,则sin A = , sin B = ,sin C = ?
sinA=c a
,sinB=c b ,sinC=c c =1,即:
c=A a
sin ,c=B
b sin ,c=C
c
sin ,
B
b
∴A a sin =B b
sin =C
c sin .
能否推广到任意三角形?
2、推广到任意三角形是否也成立? (1)锐角三角形时, (2)钝角三角形时,
3、补充证明:
证明一:由三角形面积公式证明 在任意斜△ABC
当中, S △ABC =21ab sin C =21ac sin B =2
1
bc sin A ,
三边同除以2
1
abc
即得:A a sin =B b
sin =C
c sin .
证明二:借助三角形的外接圆,利用等弧所对的圆周角相等
正弦定理拓展:R C
c
B b A a 2sin sin sin ===(外接圆直径)
,请给予证明.
回归到三角形及其外接圆中,等弧所对的圆周角相等,容易证明:⎪⎩
⎪
⎨⎧===C R c B R b A R a sin 2sin 2sin 2
证明三:用向量证明
若△ABC 为锐角三角形, 过A 作单位向量j 垂直于AC ,则j 与的夹角为90︒-A ,
j 与CB 的夹角为90︒-C ,由AC +CB =,
两边同乘以单位向量得:
•(+CB )=•
由分配律得:j •AC +j •CB =j •
∴|j |•|AC |cos90︒+|j |•|CB |cos(90︒-C)=|j |•||cos(90︒-A). ∴a sin C =c sin A , ∴A a sin =C
c
sin .
同理:若过C
作k 垂直于得:C
c
sin =B
b sin .
∴A a sin =B b
sin =C
c sin .
当△ABC 为钝角三角形时,设 ∠A>90︒,过A 作单位向量j 垂直于向量AC ,则j 与的夹角为A -90︒,j 与CB 的夹角为
90︒-C ,同理可证得A a sin =B b
sin =C
c sin .
三、常规题型及其解法
分析1: 由C c
B b A a sin sin sin ==得:
已知两角及一边长,三角形可解
题型:公式的直接应用
A C
B
j
A
C
B
j
例1 在△ABC 中,已知︒=︒==30,45,10C A c ,求b (保留两个有效数字)
解:∵
C
c
B b sin sin =
且︒=+-︒=105)(180C A B ∴1930sin 105sin 10sin sin ≈︒
︒⨯=⋅=C B c b
备注:非特殊角的值,可在电子表格中求, 前提是要把角度制的角换算成弧度制
分析2: sin sin a b
A B =,sin sin a c A C =,sin sin b c B C =
已知两边长及一边对角,三角形可解,但,解的情形可能不唯一
例2 (1)在△ABC 中,已知︒===45,24,4B b a ,求A ∠. 解:由
B
b
A a sin sin =
得2
1sin sin ==b
B a A
∵ABC ∆中b a < ∴A 为锐角 ∴︒=30A
(2)在△ABC 中,)13(2,60,45+=︒=∠︒=∠a C B ,求△ABC
的面积S .
分析:首先可证明:B ac A bc C ab ah S ABC sin 2
1
sin 21sin 2121====
∆α. 这组结论可作公式使用. 其次求b 边
解:︒=+-︒=∠75)(180C B A
∴由正弦定理,44
26)
22)(
13(2sin sin =++==
A
B
a b ∴326)2
3
(4)13(221sin 21+=⨯⨯+⨯==
∆C ab S ABC
三、理解与提高
例3 已知在△ABC 中,
45,2,3===B b a ,解这个
三角形.
想一想:由于已知两边和其中一边的对角时,不能唯一确定三角形,解这类三角形问题时,怎样知道是一解、两解或无解呢?
小结:
在△ABC 中,已知a 、b 和A 时解三角形的各种情况: 1.如果A 为锐角,当: (1) a =b sin A 时有一解; (2) b sin A < a <b 时有两解; (3) a ≥b 时有一解. (4) a < b sin A 时无解
2.A 为直角或钝角 a >b 时一解.
四、课堂巩固
(1)在△ABC 中,一定成立的等式是( ) A .B b A a sin sin = B .B b A a cos cos = C .A b B a sin sin = D .A b B a cos cos =
(2)在△ABC 中,若
2
cos
2
cos
2
cos
C c B b A a =
=
,则△ABC 是( )
A .等腰三角形
B .等腰直角三角形
C .直角三角形
D .等边三有形
(3)在任一△ABC 中,求证:
0)sin (sin )sin (sin )sin (sin =-+-+-B A c A C b C B a
参考答案: (1)C ;(2)D ;
(3)证:由于正弦定理:令C k c B k B A k a s i n ,s i n ,s i n ===代入左边得:左边=
0)sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin (sin =-+-+-B C A C A B C B C A B A k =右边
五、总结
(1)正弦定理表示形式:
R C
c
B b A a 2sin sin sin ===(外接圆直径)
;⎪⎩
⎪
⎨⎧===C R c B R b A R a sin 2sin 2sin 2;C B A c b a sin :sin :sin ::=. (2)正弦定理应用范围:
①已知两角和任一边,求其他两边及一角. ②已知两边和其中一边对角,求另一边的对角. ③几何作图时,存在多种情况.如已知a 、b 及A ,求作三角形时,要分类讨论,确定解的个数. (3)正弦定理的变形及面积公式: ①C R c B R b A R a sin 2,sin 2,sin 2===;
②R
c
C R b B R a A 2sin ,2sin ,2sin =
==
; ③三角形面积公式:B ca A bc C ab S ABC sin 2
1sin 21sin 21===∆
R
abc
4=
C B A R s i n s i n s i n 22=
r c b a )(2
1
++=
(其中r 为△ABC 的内切圆半径).
六、作业布置 必做部分:
课本 P4练习NO :1,2;
P10习题NO :1,2
作业本书写要求:
左边三分之二写解答过程,右边三分之一画图、写总结(或反思)
1.在ABC ∆中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .证明:C B A c
b a sin )
sin(2
22-=-.
2.在ABC ∆中,若B b A a cos cos =,求证:ABC ∆是等腰三角形或直角三角形.
选做部分:
3.在ABC ∆中,判断下列各题解的情况:
(1)
30,14,7===A b a ;(2)
150,25,30===A b a ; (3)
45,9,6===A b a ;(4)
60,10,9===B c b .
4.在ABC ∆中,360=ab ,C B sin sin =,ABC ∆的面积为315,求边b 的长.
5.在ABC ∆中,若l n m C B A ::sin :sin :sin =且s c b a =++,求a .。